Pregunta 1 · Química Bàsica I UB 2023

a. A quin nivell d'energia n arriba l'electró en el procés d'excitació?

Solución: 3

b. A quin nivell d'energia descendeix després de la posterior emissió del fotó?

Solución: 2

c. Dibuixeu un esquema energètic del procés complet on s'indiquin els nivells implicats i les transicions d'absorció i d'emissió.

Solución: L'esquema ha de representar un eix vertical d'energia creixent cap a 0 (estat ionitzat a $n=\infty$). S'han de dibuixar les línies horitzontals corresponents als nivells $n=1$, $n=2$ i $n=3$, respectant que la separació entre $n=1$ i $n=2$ és molt més gran que entre $n=2$ i $n=3$. S'ha d'indicar una fletxa vertical cap amunt des de $n=1$ fins a $n=3$ retolada com a absorció ($\lambda = 102{,}6\text{ nm}$), i una fletxa vertical descendent des de $n=3$ fins a $n=2$ retolada com a emissió ($\lambda = 656{,}3\text{ nm}$).

d. Quina longitud d'ona haurà de tenir la radiació per tal d'excitar 2 àtoms d'hidrogen de la mateixa manera? (Valor)

Solución: $102{,}6$ nm / $1{,}026\cdot 10^{-7}$ m

d. Justifiqueu la resposta sobre la longitud d'ona necessària per excitar 2 àtoms d'hidrogen.

Solución: La longitud d'ona és una propietat intensiva de la radiació (cada fotó interactua individualment amb un electró). Caldrà el doble de fotons, però cadascun amb la mateixa energia i per tant amb la mateixa longitud d'ona (102,6 nm).